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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Feldgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Leitung eines Fluids.
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Vorrichtungen zur Leitung eines Fluids im Sinne der vorliegenden Erfindung sind gemeinhin als Rohrssyteme oder Rohrleitungen bekannt. Diese werden oftmals in Industrieanlagen oberirdisch verlegt, um eine gute Zugänglichkeit beispielsweise im Fall von Verstopfungen zu ermöglichen. Ein anderes weitverbreitetes Anwendungsgebiet für Rohrsysteme sind erdvergrabene Rohrleitungen. Diese Variante wird in Privathaushalten, Städten und allgemein Ballungszentren aber auch bei Leitungen über mehrere Kilometer Länge genutzt. Rohrleitungen werden einerseits aus Platzgründen vergraben und um eine Erwärmung des Messmediums durch Sonneneinstrahlung zu verringern.
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Es besteht allerdings ein Bedarf zur Überwachung verschiedener Prozessgrößen, insbesondere der Strömungsgeschwindigkeit und/oder der Durchflussmenge des Mediums, um beispielsweise dessen Verbrauch zu bestimmen. Hierfür werden üblicherweise Feldgeräte vorzugsweise in Form von Durchflussmessgeräte eingesetzt.
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Feldgeräte finden in der Prozess- und Automatisierungstechnik vielfältige Anwendung.
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Ein Feldgerät ist dabei insbesondere ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Durchflussmessgeräten, Füllstandsmessgeräte, Druckmessgeräte, Temperaturmessgerät, Grenzstandsmessgeräte und/oder Analysemessgeräte.
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Durchflussmess-geräte sind insbesondere Coriolis-, Ultraschall-, Vortex-, thermischen und/oder magnetisch induktiven Durchflussmessgeräte. Am gebräuchlichsten werden im erdvergrabenen Bereich die magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräte aufgrund ihres robusten und ihrer zuverlässigen Messmethode eingesetzt. Allerdings können auch andere Messgeräte und Messprinzipien im erdvergrabenen Bereich eingesetzt werden.
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Füllstandsmessgeräte sind insbesondere Mikrowellen-Füllstandsmessgeräte, Ultraschall-Füllstandsmessgeräte, zeitbereichsreflektometrische Füllstandsmessgeräte (TDR), radiometrische Füllstandsmessgeräte, kapazitive Füllstandsmessgeräte, induktive Füllstandsmessgeräte und/oder temperatursensitive Füllstandsmessgeräte. Grenzstandsmessgeräte sind insbesondere Ultraschall-Grenzstandsmessgeräte und/oder kapazitive Grenzstandsmessgeräte. Analysemessgeräte sind insbesondere pH-Sensoren, Leitfähigkeitssensoren, Sauerstoff- und Aktivsauerstoffsensoren, (spektro)-photometrische Sensoren, und/oder ionenselektive Elektroden. Diese Grenzstandmessgeräte, Füllstandsmessgeräte oder Analysemessgeräte können z.B. in Bohrlöchern oder in erdvergrabenen Kläranlagen (z.B. Kleinkläranlagen) oder Klärwerken eingesetzt werden.
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Druckmessgeräte sind insbesondere Absolut-, Relativ- oder Differenzdruckgeräte. Temperaturmessgeräte sind insbesondere Messgeräte mit Thermoelementen und temperaturabhängigen Widerständen. Druck- und Temperaturmessgeräte haben vielfältige Anwendungsgebiete auch für erdvergrabene Anwendungsgebiete.
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Durchflussmessgeräte sind insbesondere in der Prozessmesstechnik weit verbreitet und bekannt. Beispielhaft nutzen magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte für die volumetrische Strömungsmessung das Prinzip der elektrodynamischen Induktion aus und sind aus einer Vielzahl von Veröffentlichungen bekannt. Senkrecht zu einem Magnetfeld bewegte Ladungsträger des Mediums induzieren eine Messspannung in im Wesentlichen senkrecht zur Durchflussrichtung des Mediums und senkrecht zur Richtung des Magnetfeldes angeordneten Messelektroden. Die in die Messelektroden induzierte Messspannung ist proportional zu der über den Querschnitt des Messrohres gemittelten Strömungsgeschwindigkeit des Mediums, also proportional zum Volumenstrom. Ist die Dichte des Mediums bekannt, lässt sich der Massestrom in der Rohrleitung bzw. in dem Messrohr bestimmen. Die Messspannung wird üblicherweise über ein Messelektrodenpaar abgegriffen, das bezüglich der Koordinate entlang der Messrohrachse in dem Bereich maximaler Magnetfeldstärke angeordnet ist und wo folglich die maximale Messspannung zu erwarten ist.
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Ein direktes Ablesen der Werte an einem sogenannten Transmitter eines Durchflussmessgerätes ist bei erdvergrabenen Rohrleitungen mit ebenso erdvergrabenen Durchflussmessgeräten nicht möglich. Ein Ablesen der Messwerte ist auch bei schwer zugänglichen Messstellen bei oberirdischen Rohrleitungen nur schwer möglich.
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Ein Problem eines erdvergrabenen Durchflussmessgerätes stellt der Energiebedarf des Gerätes dar. Es sind zwar Geräte mit entsprechenden Batterien bekannt oder mit einem integrierten „energy harvester“ bekannt. Allerdings stellt eine Batterie nur eine temporäre Lösung des Energiebedarfs dar. Ein „energy harvester“, welcher seine Energie aus der Strömungsgeschwindigkeit des Messmediums bezieht, kann nur eine Messung ab einer Mindestströmungsgeschwindigkeit leisten.
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Zur Lösung dieser beiden Probleme wurde im Fall von erdvergrabenen Durchflussmessgeräten bislang ein Schacht gegraben durch welche schräg oder senkrecht in das Erdreich führt. In diesen Schacht wurde ein gesondertes Energieversorgungskabel und ein gesondertes Datenleitungskabel verlegt, welche mit einem oberirdischen Stromversorger und mit einer oberirdischen Anzeige- und/oder Eingabeeinheit oder ggf. einen Funkadapter verbunden ist.
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Alternativ dazu kann auch durch Abzweigen von einem bereits verlegten Energiekabel oder einem Kabel zur Datenleitung eine Energieversorgung und eine Datenkommunikation mit oberirdischen Geräten ermöglicht werden. Dabei due Abzweigung kann miteels einer Abzweigmuffe erreicht werden. Diese Abzweigmuffe kann allerdings beim Vergraben durch Steinschlag oder beim grabenlosen Verlegen durch Abriss beschädigt werden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein Feldgerät für den erdvergrabenen Betrieb bereitzustellen welches einfacher zu verlegen und/oder zu vergraben ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Feldgerät der Mess- und Automatisierungstechnik mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Ein erfindungsgemäßes Feldgerät der Mess- und Automatisierungstechnik für den erdvergrabenen Betrieb, weist auf und einen Aktuator und/oder Sensor, welcher im oder am Gehäuse angeordnet ist, wobei zumindest ein Kabel zum Datenaustausch und/oder zur Energieversorgung in das Gehäuse geführt ist, welches zwei Abschnitte außerhalb des Gehäuses des Feldgerätes aufweist, wobei das Gehäuse zwischen den beiden Abschnitten angeordnet ist, wobei das zumindest eine Kabel innerhalb des Gehäuses eine Abzweigung aufweist, welche eine Energieversorgung und/oder einen Datenaustausch des Feldgerätes im erdvergrabenen Betrieb über das zumindest eine Kabel ermöglicht.
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Dadurch dass die Abzweigung innerhalb des Gehäuses des Feldgerätes angeordnet ist, ist diese wichtige Verbindungsstelle unempfindlicher gegen Zug- und Schlagbelastung oder mechanische Erschütterung wie sie durch Steinschlag, Erdsenkungen oder beim Verlegen des Feldgerätes auftreten können.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Um eine zusätzliche Sicherheit der Abzweigung gegen mechanische Belastung oder bei Feuchtigkeit zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn die Abzweigung als Abzweigmuffe ausgebildet ist
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Um einen vollständigen Feuchtigkeitsausschluss zu erreichen und damit den Langzeiteinsatz im Erdreich zu gewährleisten, ist es von Vorteil, wenn die Abzweigmuffe mittels eines hydrolysebeständigen Gießharz gemäß DIN VDE 0291 (gemäß DIN-Normierung zum Zeitpunkt der Anmeldung) im Gehäuse des Feldgerätes festgelegt ist.
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Es ist von Vorteil, wenn zumindest zwei Kabel in das Gehäuse des Feldgerätes geführt sind, wobei ein erstes Kabel eine Energieversorgungsleitung und das zweite Kabel eine Datenleitung ist.
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Es ist insbesondere von Vorteil, wenn das Feldgerät als ein Durchflussmessgerät ausgebildet ist, mit einem Messrohr zum Anschluss an ein erstes Leitungsrohrsegment und ein zweites Leitungsrohrsegment,
wobei das Messrohr zwischen dem ersten und dem zweiten Leitungsrohrsegmente angeordnet ist; und
wobei das Durchflussmessgerät Schaltkreis aufweist, welcher einen Datenaustausch und/oder eine Energieversorgung des Durchflussmessgerätes über zumindest das eine Kabel ermöglicht.
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Es ist von Vorteil, wenn der Schaltkreis ein Netzteil umfasst, welches mit dem Kabel zur Energieversorgung des Durchflussmessgerätes verbunden ist.
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Der Schaltkreis kann vorteilhaft ein Modul, vorzugsweise ein Eingangs-/Ausgangsmodul, aufweisen, welches vom Durchflussmessgerät ermittelte Prozessdaten bezüglich des Fluids an das Kabel weiterleitet, welches diese Prozessdaten an eine externe Rechen- und/oder Anzeigeeinheit weiterleitet.
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Das Durchflussmessgerät kann insbesondere als ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät ausgebildet sein.
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Erfindungsgemäß umfasst eine Vorrichtung zur Leitung eines Fluids ein Leitungsrohr mit
- i) einem ersten Leitungsrohrsegment
- ii) dem Messrohr des Durchflussmessgerätes, gemäß Anspruch 4–7, und
- iii) einem zweiten Leitungsrohrsegment,
wobei das Messrohr zwischen dem ersten und dem zweiten Leitungsrohrsegmente angeordnet ist; wobei
das Leitungsrohr eines oder mehrere Führungselemente aufweist, wobei mittels des einen oder der mehreren Führungselemente das Kabel entlang der beiden Leitungsrohrsegmente des Leitungsrohres geführt ist.
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Es ist von Vorteil, wenn das erste und/oder das zweite Leitungsrohrsegment weitere Führungselemente zum Führen des Kabels entlang des Leitungsrohres aufweist. Dadurch kann ein Abriss des oder der Kabel am oder im Gehäuse des Feldgerätes oder eine mechanische Belastung der Abzweigung beim Verlegen – insbesondere beim grabenlosen Verlegen, vorteilhaft vermieden werden
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Um mechanische Schädigung des Kabels, z.B. beim Verlegen, zu vermeiden ist es von Vorteil, wenn die Führungselemente als Kabelkanal ausgebildet sind, welche am Leitungsrohr, insbesondere an beiden Leitungsrohrsegmenten und zumindest bereichsweise am Messrohr angeordnet sind.
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Es ist von Vorteil, wenn das Messrohr flanschlos, vorzugsweise durch Kunststoff-Verschweißen, mit den Leitungsrohrsegmenten verbunden ist.
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Erfindungsgemäß kann die Vorrichtung zur Leitung des Fluids mittels eines erdvergrabenen Leitungsrohres zur Ermittlung eines Prozessparameters mittels eines erdvergrabenen Durchflussmessgerätes verwendet werden.
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Die Vorrichtung findet insbesondere Verwendung, sofern über das Kabel eine Energieversorgung oder ein Datenaustäusch eines oder mehrerer Geräte erfolgt, welches sich außerhalb des Erdreiches befindet und welches nicht das Feldgerät ist.
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Das erfindungsgemäße Feldgerät kann zudem zum grabenlosen Verlegen des Feldgerätes im Erdreich genutzt werden.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Einige davon sollen hier kurz anhand der nachfolgenden Figuren anhand eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes exemplarisch näher erläutert werden. Andere Feldgeräte sind dadurch jedoch nicht ausgeschlossen. Gleiche Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 schematisch vereinfachte Darstellung eines ersten magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes als Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Feldgerätes;
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2 schematisch vereinfachte Darstellung eines zweiten magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes als Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Feldgerätes; und
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3 schematische Darstellung eines vereinfachten Schaltungsaufbaus eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes.
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen speziellen Anwendungsbereich von Durchflussmessgeräten nämlich die erdvergrabene Anwendung. Üblicherweise werden in diesem Anwendungsbereich magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte eingesetzt, aufgrund ihrer wartungsarmen und zuverlässigen Bauweise. Die vorliegende Erfindung lässt sich auch auf andere Durchflussmessgeräte mit unterschiedlichen Messprinzipien übertragen, es sind aber derzeit lediglich magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte für dieses Anwendungsgebiet bekannt.
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Der Aufbau und das Messprinzip eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes ist grundsätzlich bekannt. Gemäß dem Faraday‘schen Induktionsgesetz wird in einem Leiter, der sich in einem Magnetfeld bewegt, eine Spannung induziert. Beim magnetisch-induktiven Messprinzip entspricht der fließende Messstoff dem bewegten Leiter. Ein Magnetfeld mit konstanter Stärke wird durch zwei Feldspulen zu beiden Seiten eines Messrohres erzeugt. Senkrecht dazu befinden sich an der Rohrinnenwand des Messrohres zwei Messelektroden, welche die beim Durchfließen des Messstoffes erzeugte Spannung abgreifen. Die induzierte Spannung verhält sich proportional zur Durchflussgeschwindigkeit und damit zum Volumendurchfluss. Das durch die Feldspulen aufgebaute Magnetfeld wird durch einen getakteten Gleichstrom wechselnder Polarität erzeugt. Dies gewährleistet einen stabilen Nullpunkt und macht die Messung unempfindlich gegenüber Einflüssen durch Mehrphasenstoffe, Inhomogenitäten in der Flüssigkeit oder geringer Leitfähigkeit. Es sind magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte mit Spulenanordnungen mit mehr als zwei Feldspulen bekannt und anderer geometrischer Anordnung bekannt.
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Üblicherweise besteht ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät über ein Messrohr welches in ein bestehendes Rohrsystem integrierbar ist. In der vorliegenden Erfindung handelt es sich vorzugsweise um ein Kunststoffmessrohr. Um das Kunststoff-Messrohr sind diametral zueinander zwei oder mehr Magnetsysteme angeordnet, welche ein möglichst homogenes Magnetfeld über den Rohrquerschnitt des Kunststoffmessrohres aufbauen. Umfangsverteilt etwa im Winkel von 90° zum Magnetsystem sind Messelektroden angeordnet, welche eine Spannung in Abhängigkeit von der Durchflussgeschwindigkeit abgreifen.
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Selbstverständlich sind auch andere Anordnungen von Magnetsystemen und Messelektroden möglich. Allerdings wird zum Verständnis der Erfindung auf einzelne konstruktive Varianten von Durchflussmessgeräten – insbesondere von magnetisch-induktiven Durchflussgeräten – verzichtet. Ausgehend vom oben-genannten Beispiel stehen sich die Messelektroden diametral gegenüber. Sofern es zu einer Innenquerschnittsaufweitung des Kunststoffmessrohres kommt, ändert sich der vorkalibrierte Abstand der Messelektroden, so dass eine Durchflussmessung unter diesen Bedingungen ungenau und fehlerbehaftet ist,
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1 zeigt ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät 1 mit einem Gehäuse 2 und einem Messrohr 3, welches durch das Gehäuse 2 umgeben wird und welches im erdvergrabenen Anwendungsbereich eingesetzt werden kann. 1 zeigt zwar das Gehäuse dieses magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes, die Wirkweise und der Grundaufbau eines derartigen Gerätes ist allerdings seit langem bekannt und wird u.a. von der Anmelderin seit vielen Jahren beispielsweise unter der Bezeichnung Promag W 400 (erdvergraben mit Korrosionsschutz DIN EN 12944) verkauft.
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Das Gehäuse 2 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes kann zweiteilig mit einem Transmittergehäuseabschnitt 5 und einem Sensorgehäuseabschnitt 4 ausgebildet sein oder auch einstückig ausgebildet sein. Es kann abschnittsweise oder vollständig aus einem Metallgehäuse mit einer korrosionsbeständigen Kunststoffbeschichtung bestehen oder alternativ aus einem Kunststoffgehäuse, vorzugsweise einem Formteil- und/oder einem Vergussgehäuse aus Kunststoff, insbesondere aus PE oder PVC.
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Das in 1 dargestellte Gehäuse 2 des Durchflussmessgerätes 1 weist einen quaderförmigen Transmittergehäuseabschnitt 5 auf, welcher einstückig mit einem das Messrohr 3 umgreifenden Sensorgehäuseabschnitt 4 des Gehäuses 2 verbunden ist.
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Der Transmittergehäuseabschnitt 5 weist insgesamt vier seitliche Kabeleingänge und -ausgänge 9 bis 12 mit Kabelversteifungen auf. Es können allerdings auch weitere seitliche Kabelausgänge vorgesehen sein.
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Durch die Kabelein- und ausgänge 9–12 werden zwei Kabel 50 in das Transmittergehäuse ein- und wieder ausgeführt. Jedes der beiden Kabel 50 besitzt zwei Abschnitte 51 außerhalb des Gehäuses 2. Im vorliegenden Fall ist eines der beiden Kabel eine Energieversorgungsleitung und das zweite der beiden Kabel ein Datenübertragungskabel. Die Abschnitte außerhalb des Gehäuses können im Fall eines Energieversorgungskabels an einem Energieversorger und einem Energieverbraucher angeschlossen sein, wie dies u.a. bei Hausversorgungsleitungen üblich ist. Die Abschnitte des Datenübertragungskabels können an einen Datensender und einen Datenempfänger angeschlossen sein. Das vordere Kabel 50 weist in 50 innerhalb des Gehäuses 2 eine Abzweigung 41 auf. Diese Abzweigung 41 ist innerhalb einer Abzweigmuffe 52 angeordnet. Die Abzweigung 41 und die Kabel 50 sind analog in 2 und 3 dargestellt und vorgesehen.
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Der Transmittergehäuseabschnitt 5 weist – hier nur schematisch angedeutet – einen Schaltkreis 6 auf.
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Das Messrohr 3 kann flanschlos an ein Leitungsrohr angebunden sein oder aus dem Leitungsrohr selbst bestehen. Innerhalb des Leitungsrohres fließt ein Messmedium. Innerhalb des Messrohres sind zwei diametral gegenüberliegende Messelektroden 15 angeordnet und dazu um 90°-versetzt ein Magnetsystem 16, vorzugsweise in Form zweier sich gegenüberliegenden Magnetspulen. Weitere Elemente – wie Polschuhe und Rückführbleche sind an sich bekannte Bauelemente eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes und wurden zur Vereinfachung des Ausbaus des Durchflussmessgerätes vorliegend nicht dargestellt.
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In das Transmittergehäusesegment 5 führen durch die Kabeleingänge und- ausgänge 9 bis 12 Leitungen, beispielsweise eine Energieversorgungsleitung 13 und eine Datenleitung 14 zu weit entfernten Energieversorgungsanlagen und Datenverarbeitungsanlagen auf. Weitere Transmittergehäusesegmente werden in 1 nicht dargestellt. Die Kabel werden durch das Transmittergehäusesegment derart geführt, dass sie im Bereich des magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes einen im Wesentlichen parallelen Verlauf gegenüber dem Messrohr 3 aufweisen.
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Diese Leitungen sind vorzugsweise Erdkabel und/oder Fernmeldekabel und werden grundsätzlich zur Energieversorgung und zur Datenleitung im Erdboden verlegt. Sie dienen beispielsweise zur Energieversorgung von Haushalten oder aber der Internetverbindung oder Telefonverbindung.
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Zusätzlich zu diesen an sich bekannten Funktionen von Erd- oder Fernmeldekabeln erfolgt über die vorgenannten Leitungen eine Energieversorgung und/oder ein Datentransport der durch das magnetisch-induktive Messgerät ermittelten Daten.
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2 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsvariante der Erfindung. Der Aufbau eines in 2 dargestellten magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes 21 entspricht dem Aufbau des in 1 dargestellten Gerätes. Auch hier ist der Transmittergehäuseabschnitt 25, in welchem die Abzweigung 41 angeordnet ist, stärker vergrößert als die restliche Anordnung. Die Kabelüberführung des Kabels 50 zum Kabelkanal 37 des Leitungsrohres 23 ist stark vereinfacht dargestellt und nicht maßstabsgetreu.
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Das in Figur zwei dargestellte Durchflussmessgerät weist ein Gehäuse 22 auf welches ein Messrohr 23 umgreift. Das Gehäuse 22 umfasst hat zumindest einen Transmitter Gehäuseabschnitt einen Sensorgehäuse Abschnitt. Der Transmitter Gehäuseabschnitt feierst, in Figur zwei lediglich schematisch dargestellt, einen Schaltkreis 26 mit Schalt Elementen auf.
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Im Unterschied zur 1, weist das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät in 2 zusätzlich einen Kabelkanal 27 auf. Dieser Kabelkanal 27 weist eine oder mehrere Datenleitungen 33, sowie eine oder mehrere Energieversorgungsleitungen 34 auf. Diese sind innerhalb des Kabelkanals 27 angeordnet und besonders bevorzugt vergossen. Der Kabelkanal 27 kann als Vergussteil entlang eines Umfangsbereichs des Messrohres angeordnet seien und durch Verguss an dem Messrohr befestigt sein. Im Segment des Messrohres kann der Messrohr Kanal eine Steckverbindung oder eine andere Art der Verbindung von elektrischen Leitungen oder Datenleitungen aufweisen. Die sich an das Messrohr anschließende Leitung, welche als Rohrleitung durch das Erdreich verläuft kann ebenfalls den vorgenannten Kabelkanal umfassen so dass die darin enthaltenen Leitungen vor äußeren Einflüssen (Steinen und dergleichen) geschützt sind.
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3 gibt vereinfacht den Aufbau des Schaltkreises 6, 26 der Durchflussmessgeräte 1 oder 21 wieder. Ausgehend vom Messrohr 3 oder 23 ist um dieses Messrohr das Gehäuse 2, 22 angeordnet welches sich zumindest in ein Sensorgehäuseabschnitt 4, 24 und in einen Transmitter Gehäuseabschnitt 5, 25 unterteilt. Der Transmitter Gehäuseabschnitt 5, 25 ist durch eine elektrische Isolation von einem weiteren Gehäuseabschnitt, dem Leiter Gehäuseabschnitt 39 getrennt.
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In Figur drei wird der grundlegende Aufbau eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes nochmals verdeutlicht man erkennt zwei sich diametral gegenüberliegende Messelektroden welche in das Messrohr eingebracht oder am Messrohr angeordnet sind und 90° versetzt dazu ein Magnetsystem 36 bestehend aus zwei oder mehreren Magnetspulen. Die an den Messelektroden 35 abgegriffene Spannung wird über eine Signalleitung 34 an einen Messverstärker 48 übertragen, welcher das Messsignal über eine weitere Signalleitung 34 an ein Eingangsausgangsmodul überträgt. Das Eingangsausgangsmodul 47 ist als eine an sich bekannte Datenschleife ausgebildet und verfügt über eine Datenzuleitung 44 und über einen Datenabgriff 45 mit der Datenleitung 13, 33 über Datenübertragungsschnittpunkte als Abzweigung 40 eines Datenübertragungskabels 50 verbunden. Der in 3 dargestellte Transmittergehäuseabschnitt 39 entspricht dem Transmittergehäuseabschnitten 5 und 25 der 1 und 2. Die Verzweigung ist vorzugsweise entsprechend in diesem Abschnitt vergossen. Sofern der Datentransfer über einen Telefonanschluss erfolgt kann das Durchflussmessgerät in einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante vorzugsweise um ein Modem ergänzt werden, welches kompatibel zu einem Datennetz eines Telekommunikationsanbieters ist.
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Das Eingangsausgangsmodul 47, sowie der Messverstärker 48, als auch das Magnetsystem 36 sind über Energieleitungen 42 mit einem Netzteil 46 verbunden, welches wiederum über Energieleitungen und mittels einer Abzweigung 41 zum Kabel 50 hin eine Energie zum Betreiben des Durchflussmessgerätes an der Energieversorgungsleitung 14, 34 abgreift. Das Netzteil wird wie eine an sich bekannte Stromschleife, welche die Energie der Energieversorgungsleitung 13 und 33 abgreift und eine Restenergie wieder zur Energieversorgungsleitung 13 und 33 rückführt. Als Abgriff kann beispielsweise eine in Europa-übliche 230 V-Leitung dienen. Andere Versorgungsleitungen z.B. in Amerika oder Asien mit anderen Versorgungsspannungen können ebenfalls genutzt werden.
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Die in 1–3 dargestellten Ausführungsvarianten weisen ein Messrohr auf, welches über Fernleitung Kabel sowohl zur Energieversorgung als auch zur Datenversorgung verfügt. Es ist jedoch auch möglich entsprechende Messrohre auszugestalten, welche lediglich über einen Energieversorgung Kabel verfügen. Dabei weisen die mit derartigen Messrohren ausgestatteten Durchflussmessgeräte einen Modul zur kabellosen Datenübertragung auf, beispielsweise ein Funkmodul.
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In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsvariante weist ein Messrohr lediglich ein Datenübertragungskabel auf. Dies kann bevorzugt bei Messgeräten eingesetzt werden, in welchen ihnen die Versorgung über Batterien oder Energieharvester gewährleistet wird.
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Das erfindungsgemäße Durchflussmessgerät hat insbesondere den Vorteil dass bei deren Installation im Erdreich keine zusätzlichen Schachtanlagen benötigt werden um Leitungen für das Durchflussmessgerät zu installieren. Vielmehr kann das Durchflussmessgerät seine Energieversorgung als auch die Messdatenübertragung durch bereits bestehende Rohrsysteme gewährleisten.
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Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich daraus, dass das Rohrleitungssystem zur Leitung des Fluiden Messmediums üblicherweise über hohe mechanische Stabilität verfügt. Dies können beispielsweise Wasserleitungen aus Polyethylen oder PVC seien. Diese eignen sich insbesondere zum Graben so genannten grabenlosen verlegen im Erdboden. Dabei werden Rohre beispielsweise unterhalb von Straßen das ehrt Rohr gezogen ohne dass eine Öffnung der Straßendecke notwendig ist. Diese grabenlosen Verlegung kann auch mit Messrohren oder daran angeschlossene Leitungen des Durchflussmessgerätes der vorliegenden Erfindung erfolgen.
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Der Kabelkanal 33 erstreckt sich über einen Teilumfang des Messrohres 23 und ist formschlüssig und materialschlüssig mit dem Messrohr 23 verbunden. In dem Kabelkanal 33 sind die Datenleitung und die Energieversorgungsleitung angeordnet, vorzugsweise mit dem Messrohr vergossen.
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Der Transmittergehäuseabschnitt 5 weist – hier nur schematisch angedeutet – einen Schaltkreis 6 auf, umfassend einen Messumformer 6, ein Eingangs/Ausgangs-Modul 7 und einen Messverstärker 8.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Durchflussmessgerät
- 2
- Gehäuse
- 3
- Messrohr
- 4
- Sensorgehäuseabschnitt
- 5
- Transmittergehäuseabschnitt
- 6
- Schaltkreis
- 9
- Kabeleingang
- 10
- Kabeleingang
- 11
- Kabelausgang
- 12
- Kabelausgabe
- 13
- Datenleitung
- 14
- Energieversorgungleitung
- 21
- Durchflussmessgerät
- 22
- Gehäuse
- 23
- Messrohr
- 24
- Sensorgehäuseabschnitt
- 25
- Transmittergehäuseabschnitt
- 26
- Schaltkreis
- 33
- Datenleitung
- 34
- Energieversorgungsleitung
- 35
- Messelektroden
- 36
- Magnetsystem
- 38
- elektrische Isolation
- 39
- Transmittergehäuseabschnitt
- 40
- Abzweigung
- 41
- Abzweigung
- 42
- Energieleitung
- 43
- Signalleitung
- 44
- Datenzuleitung
- 45
- Datenabgriff
- 46
- Netzteil
- 47
- Eingangs-/Ausgangsmodul
- 48
- Messverstärker
- 50
- Kabel
- 51
- Abschnitt
- 52
- Abzweigmuffe
- L1
- erstes Leitungsrohrsegment
- L2
- zweites Leitungsrohrsegment
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN VDE 0291 [0020]
- DIN EN 12944 [0041]
